运用核算机、传感器技能和无线通讯,规划了用于PCB电镀电流检测的无线传感器网络监测体系.该监控体系以NRF9E5单片机为无线传感器节点中心,运用霍尔电流传感器和检测电路的规划,完结了无线传感器节点与核算机的无线通讯.
运用核算机、传感器技能和无线通讯，本文规划了用于PCB电镀电流检测的无线传感器网络监测体系。该监控体系以NRF9E5单片机为无线传感器节点中心，运用霍尔电流传感器和检测电路的规划，完结了无线传感器节点与核算机的无线通讯。
PCB板的首要功用是使各种电子零组件构成预订电路的衔接，其质量的好坏将直接影响整个机电产品的功用。PCB电镀电流是影响PCB板质量的重要因素之一，现在PBC电镀电流的检测是由操作人员拿着手持的监测设备、距离必定时刻进行检测;因而存在不少缺陷，如非实时检测，简略漏检和误检，长时刻在电镀环境里作业会危害人体健康等。鉴于人工检测已不能适应当今制作技能发展的需求，本文提出PCB电镀电流的无线传输计划，即在需求检测电镀电流的当地安放传感器节点，并由监控中心对收集的电流数据进行一致实时的监测和操控。
1 体系结构
依据无线传感器网络的PCB电镀电流监测体系架构如图1所示，它可以分为3层：数据收集层、体系通讯层和办理层。
数据收集层是整个体系的最底层，它由安放在作业环境中的传感器节点和会聚节点组成。经过内置的数据收集单元，传感器节点可以收集流过PCB板的电流信号，进行数据收拾后，以无线通讯的方法发送给会聚节点;会聚节点将传感器节点发送来的数据进行会聚、剖析和贮存，并等候核算机的指令，准备好与核算机之间的通讯。
体系通讯层是指会聚节点与核算机之间的通讯，选用RS232串口通讯方法。经过设置P0_ALT。1=1，P0_DIR。1=l，挑选NRF9E5的P01与P02引脚的第二功用作为串口的RXD与TXD，经过芯片MAX232进行电平转化与核算机的串口衔接来处理从各节点收集回来的数据，并经过主模块发送操控指令和有用数据完结对各个节点的设置，完结对现场设备的操控。办理层是核算机对收集上来的电镀电流数据进行剖析处理的进程。核算机能依据办理者的需求收集装置霍尔传感器节点的电流数据，并完结数据处理、图表显现、操控和贮存等多种办理功用;当流过PCB板的电流超越或低于给定值规模，体系给出声光报警。
2 体系硬件及规划
无线传感器节点是整个无线网络的根本组成单元，它的首要任务是收集PCB电镀电流数据，对数据进行前期处理，并对来自上位机的指令做出回应，从而向上位机发送收集到的电流数据。无线传感器节点由NRF9E5单片机体系、无线通讯单元、传感器单元和指示灯报警电路等组成。
2.1 NRF9E5单片机体系
NRF9E5无线单片机是NordicVLSI公司于2004年推出的无线单片机芯片，它是真实的体系级芯片，内置的433MHz、868MHz、915MHz收发器与NRF905芯片的收发器相同。内嵌的微8051操控器，带有4输入10位80kS/s的A/D转化器，作业电压较宽(1。9～3。6V)，可以作业于ShockBurst方法，即主动处理前缀、地址和CRC方法;CPU还扩展了2个数据指针以便利从片外RAM读取数据。NRF9E5的微处理器中有256bit的数据RAM和512bit的ROM。上电复位或软件复位后，处理器主动履行ROM引导区中的代码。用户程序通常是在引导区的引导下，从EEROM加载到1个4kbit的RAM中，这个4kbit的RAM也可用作存储数据。整个单片机体系的树立需求很少的外围%&&&&&%，节省资源，对完结低功耗非常有利。
2.2 无线通讯单元
因为NRF9E5无线单片机内置了NRF905的433MHz、868MHz、915MHz收发器，从而使整个体系的规划愈加简练牢靠。经过软件编程，收发器可主动完结发送、接纳和监听等功用，从体系规划视点讲，只需对数据包中的数据进行软件解说和操控即可。
2.3 传感器单元
传感器单元首要担任电流信息的收集，它是确保整个体系功用的根底。首要需求将电流信号转化为电压信号，这儿用TBC-LTA系列霍尔电流传感器，其作业电源电压±(12～15)V，作业温度-40～85℃。为了进步丈量精度，结合实际被测电流巨细值，本文选取TBC-LTA系列直流电流传感器中的TDC503LTA传感器。
NRF9E5内含一个10位线性AD转化器，其转化速率为80kS/s，AD转化器参阅电压可以经过软件挑选Aref输入或内部带隙参阅电压1。22V。AD转化器有5个输入可以经过软件进行挑选，其典型运用是发动/中止形式，采样时刻由软件操控。默许状态下它是10位的，如有需求可以经过软件设置为6位、8位或12位。一起，AD转化器也可以在差分形式下运用，当AIN0作为负输入端时，AIN1～3作为正输入端。
2.4 指示灯报警电路
当流过电路板电流低于下限值或高于上限值时，指示灯报警电路将发生声光报警，以便办理人员当即采纳应对办法。在本规划中，运用赤色LED 灯和扬声器作为指示灯报警电路。
3 体系软件规划
3.1 下位机软件规划
在现代无线通讯中，数据都是以数据包的方法来进行传输的。对NRF9E5这样的无线片上体系，每次发送和接纳数据也是以数据包的方法进行的。数据包格局是通讯协议的重要部分，NRF9E5的无线数据包格局有：Preamble、ADDR、PAYLOAD、CRC。其间，Preamble是前导码，由硬件主动加上去;ADDR则发送32～40位地址码;PAYLOAD是有用数据(最大为32bit);CRC是循环冗余码校验和，可以由内置CRC纠检错硬件电路主动加上，可设为0位、8位或16位。传感器节点最重要的作业便是将收集到的数据发送出去。要完结数据的无线发送，有必要使处理器中的无线收发器作业在发送形式下。NRF9E5的收发器(NRF905)共有3种作业形式：ShockBurst接纳(RX)方法、Shock Burst发送(TX)方法和节能方法。
3.2 上位机软件规划
上位机软件规划运用VisualC++进行编程，规划了电流实时显现面板和用于数据贮存的数据库。无线传感器网络安置完结后，很多传感器节点的数据上传到核算机，核算机程序即上位机程序将这些数据存储起来，为今后的数据查询和处理供给便利。VisualC++为用户供给了ODBC、DAO和OLEDB等3种数据库拜访方法。ODBC供给了运用程序接口(API)，任何一个数据库都可以经过这些API到达办理数据库的意图。运用MFCAppWizard供给的ODBC数据库的一般进程是：
1)用数据库东西例如Access树立一个数据库;
2)在Windows中为1)树立的数据库界说一个ODBC数据源;
3)在创立数据库处理的文档运用程序导游中挑选上面界说的数据源;
4)规划界面，并使控件与数据表字段相关。
本规划中，首要树立了一个数据库，并依据传感器节点数目树立了若干个数据表，然后运用MFC供给的ODBC类：记录集类、数据库类和可视记录集类进行编程，把各个无线传感器节点上传的数据依照它们的节点号存储在各个数据表中。
4 结语
本体系的无线传感器节点以低功耗的NRF9E5单片机为中心，运用TBC-LTA系列霍尔电流传感器，而且交融核算机技能和无线传感器网络技能，对PCB电镀电流进行实时数据收集和A/D转化，并对收集到的电流数据进行剖析和存储，为监控PCB电镀电流的出产供给了杰出的操作环境，改进了PCB板的质量，进步了产品的竞争力。本体系具有低成本、低功耗、较高的检测精度、操作简略和人性化等特色，可以很好地处理PCB电镀电流监测的问题，具有杰出的运用和发展前景。
